struct platform_driver 结构体的阅读笔记(3.0.35)

本文详细探讨了Linux内核中的struct platform_driver结构体,它在platfoem_driver.h中定义,主要用于平台驱动的注册和管理。该结构体包含了设备探测、删除、关闭、挂起和重启等关键回调函数,以及一个设备驱动结构体,是实现平台设备驱动的关键组件。

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struct platform_driver {
/* WARNING: DO NOT EDIT, AUTO-GENERATED CODE - SEE TOP FOR INSTRUCTIONS */
 int (*probe)(struct platform_device *);
 int (*remove)(struct platform_device *);
 void (*shutdown)(struct platform_device *);
 int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
/* WARNING: DO NOT EDIT, AUTO-GENERATED CODE - SEE TOP FOR INSTRUCTIONS */
 int (*resume)(struct platform_device *);
 struct device_driver driver;
};

这个结构体在platfoem_driver.h中定义。字面翻译为平台驱动,里面包含了探测,删除,关闭,挂起,重启回调函数,同时包含一个设备驱动结构体。

static int serial_imx_probe(struct platform_device *pdev)
{
	struct imx_port *sport;
	struct imxuart_platform_data *pdata;
	void __iomem *base;
	int ret = 0;
	struct resource *res;

	sport = kzalloc(sizeof(*sport), GFP_KERNEL);//申请内存,底层是calloc
	if (!sport)
		return -ENOMEM;

	res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);//第一条注释
	if (!res) {
		ret = -ENODEV;
		goto free;
	}

	base = ioremap(res->start, PAGE_SIZE);//ioremap将一个IO地址空间映射到内核的虚拟地址空间上去,便于访问。(这是百度百科参考的优快云的结果,呃呃)具体不深入
	if (!base) {
		ret = -ENOMEM;
		goto free;
	}

	sport->port.dev = &pdev->dev;//下面都是对sport这个结构体的赋值
	sport->port.mapbase = res->start;
	sport->port.membase = base;
	sport->port.type = PORT_IMX,
	sport->port.iotype = UPIO_MEM;
	sport->port.irq = platform_get_irq(pdev, 0);
	sport->rxirq = platform_get_irq(pdev, 0);
	sport->txirq = platform_get_irq(pdev, 1);
	sport->rtsirq = platform_get_irq(pdev, 2);
	sport->port.fifosize = 32;
	sport->port.ops = &imx_pops;
	sport->port.flags = UPF_BOOT_AUTOCONF;
	sport->port.line = pdev->id;
	init_timer(&sport->timer);
	sport->timer.function = imx_timeout;
	sport->timer.data     = (unsigned long)sport;

	sport->clk = clk_get(&pdev->dev, "uart");
	if (IS_ERR(sport->clk)) {
		ret = PTR_ERR(sport->clk);
		goto unmap;
	}
	if (uart_at_24)
		clk_set_parent(sport->clk, clk_get(NULL, "osc"));

	clk_enable(sport->clk);

	sport->port.uartclk = clk_get_rate(sport->clk);

	imx_ports[pdev->id] = sport;

	pdata = pdev->dev.platform_data;
	if (pdata && (pdata->flags & IMXUART_HAVE_RTSCTS))
		sport->have_rtscts = 1;
	if (pdata && (pdata->flags & IMXUART_USE_DCEDTE))
		sport->use_dcedte = 1;
	if (pdata && (pdata->flags & IMXUART_SDMA))
		sport->enable_dma = 1;

#ifdef CONFIG_IRDA
	if (pdata && (pdata->flags & IMXUART_IRDA))
		sport->use_irda = 1;
#endif

	if (pdata && pdata->init) {
		ret = pdata->init(pdev);
		if (ret)
			goto clkput;
	}

	ret = uart_add_one_port(&imx_reg, &sport->port);
	if (ret)
		goto deinit;
	platform_set_drvdata(pdev, &sport->port);

	clk_disable(sport->clk);
	return 0;
deinit:
	if (pdata && pdata->exit)
		pdata->exit(pdev);
clkput:
	clk_put(sport->clk);
	clk_disable(sport->clk);
unmap:
	iounmap(sport->port.membase);
free:
	kfree(sport);

	return ret;
}
这是imx串口的probe回调函数,看看这个函数做了什么:

1.

platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0)
看看这个函数干了什么,字面上是获得资源,跟踪之后(略)可以看到是通过传入的platdorm_device返回resource结构体,将resource结构体摘录如下:
struct resource {
    resource_size_t start;
    resource_size_t end;
    const char *name;
    unsigned long flags;
    struct resource *parent, *sibling, *child;
};
可以看到这个结构体包含一个起始地址,一个结束地址,一个name一个flages以及一个父节点,兄弟节点,子节点。说明这个资源结构体应该是通过树的形式管理的。



<think>我们正在讨论Linux设备模型中的三个关键结构体platform_device、platform_driver和device_driver。 它们之间的关系是: 1. platform_device 代表一个具体的平台设备,通常描述SoC上的外设(如I2C控制器、SPI控制器等),它包含设备的资源(如内存地址、中断号等)。 2. device_driver 是一个通用的设备驱动结构体,包含驱动的基本操作(如probe、remove)和设备模型需要的字段。 3. platform_driver 是平台设备驱动,它内嵌了一个device_driver结构体,并扩展了平台设备特有的操作(如平台设备匹配和电源管理)。 具体关系如下: - platform_driver 结构体中包含一个 device_driver 结构体成员(通常命名为driver)。 - platform_driver 通过其内部的 device_driver 成员与内核设备模型关联。 - 当注册一个 platform_driver 时,实际上是通过其内部的 device_driver 注册到总线上(platform_bus_type)。 - platform_device 和 platform_driver 通过名称进行匹配(即platform_device的name字段和platform_driver的id_table或者driver.name匹配)。 - 匹配成功后,会调用 platform_driver 中的 probe 函数。 结构体定义(简化): ```c struct platform_device { const char *name; // 设备名称,用于匹配驱动 int id; struct device dev; // 内嵌的通用设备结构体 // ... 资源信息等 }; struct device_driver { const char *name; // 驱动名称 struct bus_type *bus; // 所属总线 int (*probe)(struct device *dev); // 探测设备 int (*remove)(struct device *dev); // 移除设备 // ... 其他操作 }; struct platform_driver { int (*probe)(struct platform_device *); // 平台设备的探测函数 int (*remove)(struct platform_device *); // 移除函数 struct device_driver driver; // 内嵌的通用设备驱动 const struct platform_device_id *id_table; // 设备匹配表 }; ``` 工作流程: 1. 系统启动时,平台设备(platform_device)通常通过板级文件或设备树被注册到内核。 2. 驱动程序通过调用`platform_driver_register`注册一个platform_driver3. 内核的platform总线(platform_bus_type)会尝试将已注册的设备与驱动进行匹配。 4. 匹配依据:platform_driverdriver.name与platform_device的name匹配,或者platform_driver的id_table中的任一条目与platform_device的name匹配。 5. 匹配成功则调用platform_driver的probe函数(注意:实际调用的是platform_driver->driver.probe,但通常这个函数指针被设置为一个内部函数,该内部函数会调用platform_driver->probe,并将device转换为platform_device)。 注意:在platform_driver的初始化中,通常会将device_driver的probe函数设置为一个通用的平台驱动probe函数(例如platform_drv_probe),这个函数会调用platform_driver自己的probe函数。 总结: - platform_device 描述硬件设备。 - platform_driver 包含驱动该硬件设备的函数,并内嵌一个device_driver。 - device_driver 是设备驱动的通用部分,由platform_driver中的driver成员实现。 关系图: platform_driver -> 包含 device_driver platform_device -> 包含 device 在总线上,device_driver和device进行匹配,而实际上匹配的是platform_device和platform_driver。 §§相关问题§§ 1. 在内核中,platform_device和platform_driver是如何通过名称进行匹配的? 2.platform_driver注册时,其内嵌的device_driver的probe函数是如何被设置并最终调用到platform_driver的probe函数的? 3. 设备树(Device Tree)机制下,platform_device是如何被创建和注册的? 4. platform_device结构体中的struct device dev成员与device_driver结构体有何关联? 5.platform驱动模型中,为什么需要将device_driver内嵌在platform_driver中,而不是直接使用device_driver?</think>### Linux设备驱动模型核心结构体关系解析 #### 1. **基础层级关系** ```c struct device_driver { // 通用驱动抽象 const char *name; // 驱动名称 struct bus_type *bus; // 所属总线 int (*probe)(struct device *dev); // 探测设备 ... }; struct platform_driver { // 平台设备驱动 int (*probe)(struct platform_device *); struct device_driver driver; // 内嵌通用驱动结构 const struct platform_device_id *id_table; ... }; struct platform_device { // 平台设备实例 const char *name; // 设备名称 struct device dev; // 内嵌设备基类 struct resource *resource; // 设备资源 ... }; ``` #### 2. **关键交互机制** 1. **注册绑定流程** ```mermaid graph LR A[platform_device_register] --> B[注册到platform_bus] C[platform_driver_register] --> D[注册driverplatform_bus] B & D --> E[总线匹配driver.name与device.name] E --> F[调用platform_driver.probe] ``` 2. **结构体内嵌关系** - `platform_driver` 包含 `device_driver` 成员 - `platform_device` 包含 `device` 成员 - 通过`container_of`宏实现父子结构转换: ```c struct platform_device *pdev = container_of(dev, struct platform_device, dev); struct platform_driver *pdrv = container_of(drv, struct platform_driver, driver); ``` #### 3. **功能对比表** | 结构体 | 作用域 | 关键成员 | 生命周期管理 | |------------------|-------------|----------------------------|-------------------| | `device_driver` | 通用驱动模型 | name, bus, probe | 所有设备类型通用 | | `platform_driver`| 平台设备驱动 | driver, probe, id_table | 封装platform特有操作 | | `platform_device`| 平台设备实例 | name, dev, resource | 描述SoC固定资源 | #### 4. **典型驱动开发流程** ```c // 定义平台驱动 static struct platform_driver my_driver = { .probe = my_probe, .driver = { .name = "my_device", // 匹配设备名称 .owner = THIS_MODULE, }, }; // 设备探测函数 static int my_probe(struct platform_device *pdev) { // 1. 获取设备资源 struct resource *res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); // 2. 映射寄存器 void __iomem *base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res); // 3. 注册字符设备等操作 ... } // 注册驱动 module_platform_driver(my_driver); ``` #### 5. **设备树(Device Tree)整合** 现代Linux使用设备树替代硬编码`platform_device`: ```dts my_device: my_device@0x12340000 { compatible = "vendor,my-device"; // 匹配驱动 reg = <0x12340000 0x1000>; // 寄存器空间 interrupts = <0 45 4>; // 中断号 }; ``` 驱动通过`of_match_table`匹配: ```c static const struct of_device_id my_of_ids[] = { { .compatible = "vendor,my-device" }, {} }; struct platform_driver my_driver = { .driver = { .of_match_table = my_of_ids, }, }; ```
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